JP5795447B2 - ポリカーボネート樹脂組成物 - Google Patents
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Description
本発明は低い反り（ｌｏｗ ｗａｒｐａｇｅ）特性と優れた流動性及び外観特性を有し、より向上したタフネスを示すポリカーボネート樹脂組成物に関する。
熱可塑性樹脂のうちのビスフェノールＡ（Ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ Ａ）のポリ炭酸エステル系重合体であるポリカーボネート樹脂は優れた機械的特性、耐衝撃性、寸法安定性、電気的性質及び成形性を示すと知られている。また、広い温度範囲でその物性を維持することができ自己消火性を示すことによって、エンジニアリングプラスチック素材として多方面にわたって使用されている。
特に、ポリカーボネート樹脂にガラス繊維が補強された場合、引張／屈曲強度、引張／屈曲モジュラス及び耐熱性などが向上できるので、高い温度で持続的な荷重を受ける製品に適切に用いることができる。しかし、このようなガラス繊維の補強により、衝撃強度、引張伸びまたはタフネスなどが低下することがあり、これと共に流動性が悪化して劣悪な成形性及び加工性を示すことがある。付け加えて、一般的な成形時、ガラス繊維の表面突出によって表面が粗くなり外部衝撃に対してぜい弱になって、各種電気・電子製品のハウジング用途として使用されるには様々な制約が伴われる。
よって、流動性などの向上のために、分子量の低いポリカーボネート樹脂を用いてガラス繊維で補強されたポリカーボネート樹脂組成物を提供する方案が考慮されたことがある。この場合、前記流動性及びこれによる成形性は改善できるが、耐衝撃性及び耐化学性の急激な低下が発生することがある。また、前記衝撃強度及びタフネスなどの向上のために、ガラス繊維と共に一般的なコア−シェル構造の衝撃補強剤を使用する方案も考慮されたことがあるが、このような場合にも流動性及びこれによる成形性などが低下し、加工中の過度なせん断力（ｓｈｅａｒ）によるガラス繊維の破壊及び樹脂の劣化のために所望の耐衝撃性を得にくかった。さらに、ガラス繊維の表面突出による表面粗度（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）が良くない問題点があった。
付け加えて、最近、小型電気・電子製品などの成形品がより薄くなり複雑な構造に変化することによって、このような電気・電子製品のハウジングなどに前述した既存のガラス繊維補強されたポリカーボネート樹脂組成物を適用する場合、加工中に反りまたは変形などが発生するか壊れる場合が発生した。これは前記ガラス繊維補強により、流れ方向と流れ直角方向の収縮差が発生するためであると見られる。
よって、本発明はガラス繊維補強による長所を有しながらも、低い反り（ｌｏｗ ｗａｒｐａｇｅ）特性と優れた流動性及び外観特性を有し、より向上したタフネスを示すポリカーボネート樹脂組成物を提供する。
本発明はまた、このようなポリカーボネート樹脂組成物を含む成形品を提供する。
本発明は、ポリカーボネート樹脂３５乃至６０重量％；長さ方向に垂直な方向に長方形または楕円形の断面を有し、下記式１のアスペクト比が５０乃至２００であるガラス繊維３０乃至５５重量％；コア−シェル構造の衝撃補強剤１乃至１０重量％；エチレン−（メタ）アクリレート系共重合体１乃至１０重量％；及びリン酸エステル系化合物を含む流動性改質剤の１乃至１０重量％を含むポリカーボネート樹脂組成物を提供する：
［式１］
アスペクト比（δ）＝Ｌ／Ｄ
式１で、Ｌはガラス繊維の長さであり、Ｄは前記長方形断面の最も長い辺の長さまたは前記楕円形断面の最も長い直径の長さである。
［式１］
アスペクト比（δ）＝Ｌ／Ｄ
式１で、Ｌはガラス繊維の長さであり、Ｄは前記長方形断面の最も長い辺の長さまたは前記楕円形断面の最も長い直径の長さである。
前記ポリカーボネート樹脂組成物で、ガラス繊維は長さが２乃至５ｍｍであり、長方形断面を有し、最も短い辺の長さが５乃至１５μｍであり得る。或いは、前記ガラス繊維は長さが２乃至５ｍｍであり、楕円形断面を有し、最も短い直径の長さが５乃至１５μｍであり得る。
また、このようなガラス繊維はシラン系化合物、例えば、エポキシシラン基またはウレタンシラン基を有する化合物で表面コーティングされているものであり得る。
そして、前記ポリカーボネート樹脂組成物で、ポリカーボネート樹脂はＡＳＴＭ Ｄ１２３８によって、３００℃の温度及び１．２ｋｇの荷重下で、例えば、１０分間測定された溶融指数（ＭＩ）が１０ｇ／１０分乃至２５ｇ／１０分であるものであり得る。
また、前記ポリカーボネート樹脂組成物で、前記流動性改質剤として含まれるリン酸エステル系化合物は、トリフェニルホスフェート、ビスフェノールＡジフェニルホスフェート及びレゾルシノールジフェニルホスフェートからなる群より選択された１種以上の化合物からなり得る。
そして、前記ポリカーボネート樹脂組成物で、コア−シェル構造の衝撃補強剤は、シリコン−アクリル系ゴム、ブタジエン系ゴム及びアクリル系ゴムからなる群より選択された１種以上を含むことができる。
また、前記ポリカーボネート樹脂組成物で、エチレン−（メタ）アクリレート系共重合体は共重合体全体重量に対して１５乃至５０重量％の（メタ）アクリレート系繰り返し単位を含むことができる。
一方、本発明はまた、前述のポリカーボネート樹脂組成物を含む成形品を提供する。このような成形品は携帯電話ハウジング、電機電子製品のハウジングまたは個人デジタル補助装置のハウジングなどに適用できる。
前述のポリカーボネート樹脂組成物及び成形品は相対的に小さいアスペクト比を有する扁平なガラス繊維及び所定の流動性改質剤をコア−シェル構造の衝撃補強剤及びエチレン−（メタ）アクリレート系共重合体と共に使用することによって、ポリカーボネート樹脂をガラス繊維で補強することによる長所を有しながらも、低い反り（ｌｏｗ ｗａｒｐａｇｅ）特性と優れた流動性を有し、より向上したタフネス、表面平滑性、外観特性及び剛性などを示すことができる。
以下、発明の具体的な実施形態によるポリカーボネート樹脂組成物及び成形品などについて詳しく説明する。
発明の一実施形態によって、ポリカーボネート樹脂３５乃至６０重量％；長さ方向に垂直な方向に長方形または楕円形の断面を有し、下記式１のアスペクト比が５０乃至２００であるガラス繊維３０乃至５５重量％；コア−シェル構造の衝撃補強剤１乃至１０重量％；エチレン−（メタ）アクリレート系共重合体１乃至１０重量％；及びリン酸エステル系化合物を含む流動性改質剤の１乃至１０重量％を含むポリカーボネート樹脂組成物が提供される：
［式１］
アスペクト比（δ）＝Ｌ／Ｄ
式１で、Ｌはガラス繊維の長さであり、Ｄは前記長方形断面の最も長い辺の長さまたは前記楕円形断面の最も長い直径の長さである。
［式１］
アスペクト比（δ）＝Ｌ／Ｄ
式１で、Ｌはガラス繊維の長さであり、Ｄは前記長方形断面の最も長い辺の長さまたは前記楕円形断面の最も長い直径の長さである。
前述の一実施形態によれば、既存のガラス繊維強化ポリカーボネート樹脂組成物が有する問題点、例えば、製品成形時に反りまたは変形が発生するか、ガラス繊維が突出して表面平滑性及び外観特性が低下するのを抑制することができる。同時に、高い剛性とタフネスなどを示すだけでなく、優れた流動性及び製品への成形性などを示すことができる。
これは特定のアスペクト比を有する扁平ガラス繊維と共に、所定の流動性改質剤を使用することによると見られる。つまり、前記扁平ガラス繊維が使用されることによって、同一含量で一般のガラス繊維より小さい個数のガラス繊維が前記ポリカーボネート樹脂組成物に添加できる。これにより、ポリカーボネート樹脂のマトリックスとの接触面積が大きくなり得、前記流動性改質剤がガラス繊維の表面突出を抑制することができる。その結果、これら２つの成分が追加された一実施形態のポリカーボネート樹脂組成物は一般のガラス繊維で補強された既存のポリカーボネート樹脂組成物に比べて優れた引張強度及び屈曲弾性率などの剛性と、向上したタフネスなどを示すことができるだけでなく、優れた流動性、成形性及び加工性などを示すことができる。また、ガラス繊維の突出による表面平滑性などの低下が抑制され、優れた外観特性を共に示すことができる。特に、一実施形態のポリカーボネート樹脂組成物は以前に知られているものより高い含量のガラス繊維を相対的に低い含量のポリカーボネート樹脂に添加して剛性などをさらに向上させても、ガラス繊維の高含量添加による問題点を解決して前述の優れた諸般物性を示すことができる。
したがって、一実施形態の樹脂組成物及びこれから得られた成形品は携帯電話ハウジング、電機電子製品（特に、薄膜の小型電機電子製品）のハウジングまたは個人デジタル補助装置のハウジングなどに非常に好ましく適用でき、その他多様な製品に適用できる。
以下、一実施形態のポリカーボネート樹脂組成物の各構成成分について具体的に見てみる。
ポリカーボネート樹脂
前記ポリカーボネート樹脂はビスフェノールＡの重合体であって、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８によって、３００℃の温度及び１．２ｋｇの荷重下で、約１０分間測定された溶融指数（ＭＩ）が約１０ｇ／１０分乃至２５ｇ／１０分であるものを使用することができる。万一、ポリカーボネート樹脂の溶融指数が過度に小さくなれば、一実施形態の樹脂組成物の流動性及び製品成形性が低下することがあり、溶融指数が過度に大きくなれば、前記樹脂組成物及び成形品の耐衝撃性、タフネスまたは耐化学性などの低下が発生することがある。
前記ポリカーボネート樹脂はビスフェノールＡの重合体であって、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８によって、３００℃の温度及び１．２ｋｇの荷重下で、約１０分間測定された溶融指数（ＭＩ）が約１０ｇ／１０分乃至２５ｇ／１０分であるものを使用することができる。万一、ポリカーボネート樹脂の溶融指数が過度に小さくなれば、一実施形態の樹脂組成物の流動性及び製品成形性が低下することがあり、溶融指数が過度に大きくなれば、前記樹脂組成物及び成形品の耐衝撃性、タフネスまたは耐化学性などの低下が発生することがある。
前記ポリカーボネート樹脂としては、前述の物性などを充足する任意の芳香族ポリカーボネート系樹脂を用いることができ、当業者によく知られている方法で直接合成して使用するか、商用品を入手して使用することもできる。
前記ポリカーボネート樹脂は一実施形態の樹脂組成物が有する基本的な物性、例えば、ポリカーボネート樹脂特有の耐衝撃性、自己消火性、安定性及び成形性などを考慮して、全体樹脂組成物に対して、約３５乃至６０重量％、或いは約３５乃至４９重量％、或いは約３６乃至４８重量％の含量で用いることができる。
このように、一実施形態のポリカーボネート樹脂組成物は相対的に低い含量のポリカーボネート樹脂を使用し、これに対して高い含量のガラス繊維を添加して引張強度など剛性をさらに補強しても、高含量ガラス繊維添加による問題点を解決し樹脂組成物を用いた製品成形時にガラス繊維が突出して表面平滑性及び外観特性が低下するのを抑制することができる。したがって、最近の技術的要求にこたえてガラス繊維の高含量添加による追加的物性向上を達成できるようになる。万一、前記ポリカーボネート樹脂の含量が高くなれば、ガラス繊維の添加量が十分でなく剛性など物性向上効果を十分に期待しにくく、ポリカーボネート樹脂の含量が過度に低くなれば、過度に高いガラス繊維添加量などにより製品成形時にガラス繊維の突出などによって外観特性が落ちることがある。
ガラス繊維
前記ガラス繊維は引張／屈曲強度、引張／屈曲モジュラス及び耐熱性などの向上のために一実施形態の樹脂組成物に含まれている成分であって、コクーン（ｃｏｃｏｏｎ）または扁平（ｆｌａｔ）タイプの扁平ガラス繊維を使用することができる。特に、一実施形態の樹脂組成物では、前記式１で定義されるアスペクト比が約５０乃至２００で相対的に低いガラス繊維を用いることによって、一実施形態によるポリカーボネート樹脂組成物の剛性及びタフネスをより向上させることができ、反り特性及び表面平滑性を以前に知られているものより優れるようにすることができる。具体的に、このようなガラス繊維は高分子の間で強い結合力を維持して高分子とガラス繊維の間に空間を形成して外部衝撃を吸収するので剛性をより向上させ表面平滑性を増大させると同時に優れたタフネス（ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）を有するようにすることができる。したがって、一実施形態の樹脂組成物を用いて薄膜製品のプラスチック加工時に堅い枠が製造されるようにする。
前記ガラス繊維は引張／屈曲強度、引張／屈曲モジュラス及び耐熱性などの向上のために一実施形態の樹脂組成物に含まれている成分であって、コクーン（ｃｏｃｏｏｎ）または扁平（ｆｌａｔ）タイプの扁平ガラス繊維を使用することができる。特に、一実施形態の樹脂組成物では、前記式１で定義されるアスペクト比が約５０乃至２００で相対的に低いガラス繊維を用いることによって、一実施形態によるポリカーボネート樹脂組成物の剛性及びタフネスをより向上させることができ、反り特性及び表面平滑性を以前に知られているものより優れるようにすることができる。具体的に、このようなガラス繊維は高分子の間で強い結合力を維持して高分子とガラス繊維の間に空間を形成して外部衝撃を吸収するので剛性をより向上させ表面平滑性を増大させると同時に優れたタフネス（ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）を有するようにすることができる。したがって、一実施形態の樹脂組成物を用いて薄膜製品のプラスチック加工時に堅い枠が製造されるようにする。
前記ガラス繊維は長さ方向に対して垂直に切断したガラス繊維の断面の形状が長方形または楕円形であり得、前記式１で示されるアスペクト比が約５０乃至２００であり、より適切には前記アスペクト比が約１００乃至１５０であり得る。このようなアスペクト比の算出において、Ｌはガラス繊維の最長長さと定義でき、Ｄはこのような長さ方向と垂直な方向にガラス繊維を切断した任意の長方形または楕円形断面で、前記長方形断面の最も長い辺の長さ、或いは前記楕円形断面の最も長い直径の長さと定義できる。前記アスペクト比はこのように定義されるＬとＤの比率（Ｌ／Ｄ）と定義できる。
このようなガラス繊維のアスペクト比が過度に小さくなれば、一実施形態の樹脂組成物及び成形品がもろく（ｂｒｉｔｔｌｅ）なることがあるため好ましくなく、前記アスペクト比が過度に大きくなれば、ガラス繊維の表面突出の可能性が高くて表面平滑性及び製品の外観が低下することがあり、成形品のタフネス及び衝撃強度などが低下することがある。
また、前記ガラス繊維としては長さが約２乃至５ｍｍ、或いは約３乃至４ｍｍであり、前記長さ方向と垂直な方向に長方形断面を有し、最も短い辺の長さが約５乃至１５μｍ、或いは約７乃至１０μｍであるものを適切に使用することができる。或いは他の例で、前記ガラス繊維としては、長さが約２乃至５ｍｍ、或いは約３乃至４ｍｍであり、前記長さ方向と垂直な方向に楕円形断面を有し、最も短い直径の長さが約５乃至１５μｍ、或いは約７乃至１０μｍであるものを適切に使用することができる。
このようなスケールを充足するガラス繊維を用いることによって、このようなガラス繊維の追加による優れた強度などの発現が可能でありながらも、一実施形態の樹脂組成物が優れたタフネス、外観及び表面平滑性などを示すようにすることができる。
万一、ガラス繊維の長さが過度に小さくなる場合、強度など剛性発現側面から好ましくないことがあり、反対にガラス繊維の長さが過度に大きくなる場合には、製品成形時に外観不良発生率が高いので好ましくない。
また、ガラス繊維が長方形断面を有する場合、最も短い辺の長さが過度に小さくなったり、ガラス繊維が楕円形断面を有する場合、最も短い直径の長さが過度に小さくなれば、一実施形態の樹脂組成物または成形品がもろい（ｂｒｉｔｔｌｅ）ため好ましくないことがある。反対に、前記断面の最も短い辺または直径の長さが過度に大きくなれば、ガラス繊維の表面突出によって成形品の表面平滑性または外観が好ましくなくなることがある。
そして、前記一実施形態の樹脂組成物に含まれるガラス繊維はシラン系化合物で表面コーティングされたものを使用することができ、より具体的に、ウレタンシラン基またはエポキシシラン基を有する化合物で表面コーティングされたものを使用することができる。例えば、前記ウレタンシラン基を有する化合物で表面コーティングされた場合、ウレタンシラン基と、ポリカーボネート樹脂との間に空間が生じ外部衝撃を吸収することができるので、一実施形態の樹脂組成物はより向上したタフネスを示すことができ、さらにガラス繊維が樹脂組成物及び成形品内に立っていることがあるので、ガラス繊維によるモジュラスの低下を抑制することができる。これとは異なり、前記ガラス繊維がエポキシシラン基を有する化合物で表面コーティングされた場合には、これに含まれているエポキシ基などが他の成分の官能基と化学的結合をなして一実施形態の樹脂組成物及び成形品の剛性をさらに向上させることができる。したがって、一実施形態の樹脂組成物を使用しようとする具体的用途及びより向上させようとする物性などを考慮して、前記ウレタンシラン基またはエポキシシラン基で表面コーティングされたガラス繊維を適切に選択して使用することができる。
このようなシラン系化合物、例えば、エポキシシラン基またはウレタンシラン基を有する化合物としては、以前からガラス繊維の表面コーティングに用いられていた通常の化合物を特別な制限なく全て使用することができる。或いは前記シラン系化合物で表面コーティングされた商用化されたガラス繊維自体を入手して使用することもできるのはもちろんである。
前述の一実施形態のポリカーボネート樹脂組成物で、ガラス繊維は全体樹脂組成物に対して約３０乃至５５重量％、或いは約４１乃至５５重量％の含量で含むことができる。
前述のように、一実施形態のポリカーボネート樹脂組成物は以前に知られているものより高い含量のガラス繊維を添加して剛性をさらに補強しても、高含量ガラス繊維添加による製品成形時にガラス繊維が突出して表面平滑性及び外観特性が低下するのを抑制することができる。したがって、最近の技術的要求にこたえてガラス繊維の高含量添加による追加的物性向上を達成することができる。万一、前記ガラス繊維の含量が過度に低くなれば、一実施形態の樹脂組成物及び成形品の強度など剛性が充分でなく高含量ガラス繊維添加によってより高い剛性などを達成しようとする最近の技術的要求にこたえることができないこともある。反対に、前記ガラス繊維の含量が過度に高くなれば、樹脂組成物の流動性が低下して加工温度が高くなり、加工性が低下し、優れた耐衝撃性及び美麗な外観特性を実現しにくくなることがある。
コア−シェル構造の衝撃補強剤
前記コア−シェル構造の衝撃補強剤はガラス繊維で強化されたポリカーボネート樹脂の衝撃強度を強化させプラスチックの圧縮及び反りに対する抵抗力を増進させて寸法安定性を高める役割を果たすことができる。これに符合する衝撃補強剤としてはコア−シェル構造を有するシリコン−アクリル系ゴム、ブタジエン系ゴムまたはアクリル系ゴムなどを用いることができ、これらから選択された２種以上を使用することもできる。
前記コア−シェル構造の衝撃補強剤はガラス繊維で強化されたポリカーボネート樹脂の衝撃強度を強化させプラスチックの圧縮及び反りに対する抵抗力を増進させて寸法安定性を高める役割を果たすことができる。これに符合する衝撃補強剤としてはコア−シェル構造を有するシリコン−アクリル系ゴム、ブタジエン系ゴムまたはアクリル系ゴムなどを用いることができ、これらから選択された２種以上を使用することもできる。
このようなコア−シェル構造の衝撃補強剤としては、以前から熱可塑性樹脂組成物に添加可能と知られている任意のシリコン−アクリル系ゴム、ブタジエン系ゴムまたはアクリル系ゴムなどを用いることができ、ＬＧ化学のＳＩＭ１００のように当業者に広く知られている商用品を入手して特別な制限なく使用することができる。
このようなコア−シェル構造の衝撃補強剤は全体樹脂組成物に対して約１乃至１０重量％、或いは約２乃至６重量％の含量で含むことができる。衝撃補強剤の含量が過度に低くなれば、一実施形態の樹脂組成物または成形品が十分な衝撃強度または反りに対する抵抗力を有しなくなることがあり、反対に衝撃補強剤の含量が過度に高くなれば、一実施形態の樹脂組成物及び成形品の強度など剛性が充分でなくなることがある。
エチレン−（メタ）アクリレート系共重合体
前記エチレン−（メタ）アクリレート系共重合体は一実施形態の樹脂組成物の流動性及び成形性などをより向上させるために添加される成分であって、このようなエチレン−（メタ）アクリレート系共重合体としては熱可塑性樹脂組成物に添加可能と知られているエチレンと、任意の（メタ）アクリレートの共重合体を特別な制限なく全て使用することができる。
前記エチレン−（メタ）アクリレート系共重合体は一実施形態の樹脂組成物の流動性及び成形性などをより向上させるために添加される成分であって、このようなエチレン−（メタ）アクリレート系共重合体としては熱可塑性樹脂組成物に添加可能と知られているエチレンと、任意の（メタ）アクリレートの共重合体を特別な制限なく全て使用することができる。
商用化されたエチレン−（メタ）アクリレート系共重合体の例としては、デュポン（ＤｕＰｏｎｔ）社のＥｌｖａｌｏｙ１３３０ＡＣなどが挙げられる。
このようなエチレン−（メタ）アクリレート系共重合体は共重合体全体重量に対して約１５乃至５０重量％の（メタ）アクリレート系繰り返し単位を含むことができる。具体的に、このような共重合体は約１５乃至５０重量％の（メタ）アクリレートと、残量のエチレンが共重合されたものであり得る。このようなエチレン−（メタ）アクリレート系共重合体が使用されることによって、一実施形態の樹脂組成物の流動性及び成形性をさらに向上させながらも、その追加による物性低下などを抑制することができる。万一、前記共重合体中の（メタ）アクリレート系繰り返し単位の含量が過度に低くなれば、樹脂組成物の流動性低下が発生して成形性や加工性が不足になることがあり、反対に（メタ）アクリレート系繰り返し単位の含量が過度に高くなれば、一実施形態の樹脂組成物及び成形品のタフネスなどの物性が十分に発現されないことがある。
前述のエチレン−（メタ）アクリレート系共重合体は樹脂組成物に対して約１乃至１０重量％、或いは約２乃至６重量％の含量で含むことができる。このような共重合体の含量が過度に低くなれば、一実施形態の樹脂組成物及び成形品のタフネスなどが充分でなくなることがある。反対に、前記共重合体の含量が過度に高くなれば、前記樹脂組成物及び成形品の剛性などの物性が充分でなくなることがある。
流動性改質剤
前記流動性改質剤は一実施形態の樹脂組成物の流動性を向上させることができ、ガラス繊維が前記樹脂組成物及び成形品表面に突出することを抑制してその外観特性をより向上させることができる。このような流動性改質剤としてはリン酸エステル系化合物を用いることができ、このようなリン酸エステル系化合物の例としては、トリフェニルホスフェート、ビスフェノールＡジフェニルホスフェートまたはレゾルシノールジフェニルホスフェートなどが挙げられ、これらから選択された２種以上を共に使用することもできる。その他にも、多様なリン酸エステル系化合物を前記流動性改質剤として使用することができる。
前記流動性改質剤は一実施形態の樹脂組成物の流動性を向上させることができ、ガラス繊維が前記樹脂組成物及び成形品表面に突出することを抑制してその外観特性をより向上させることができる。このような流動性改質剤としてはリン酸エステル系化合物を用いることができ、このようなリン酸エステル系化合物の例としては、トリフェニルホスフェート、ビスフェノールＡジフェニルホスフェートまたはレゾルシノールジフェニルホスフェートなどが挙げられ、これらから選択された２種以上を共に使用することもできる。その他にも、多様なリン酸エステル系化合物を前記流動性改質剤として使用することができる。
前記流動性改質剤は全体樹脂組成物に対して約１乃至１０重量％、或いは約２乃至６重量％の含量で含むことができる。流動性改質剤の含量が過度に低くなれば、一実施形態の樹脂組成物が優れた流動性及び成形性などを有しにくく、反対に、流動性改質剤の含量が過度に高くなれば、ポリカーボネート樹脂の固化速度が低下して成形時製品取出しに問題が発生することがあり、機械的特性が低下することがある。
その他添加物
前述の一実施形態の樹脂組成物は調色剤、潤滑剤、紫外線安定剤、酸化防止剤またはカップリング強化剤などの添加剤をさらに含むことができ、多様な用途に応用することができる。
前述の一実施形態の樹脂組成物は調色剤、潤滑剤、紫外線安定剤、酸化防止剤またはカップリング強化剤などの添加剤をさらに含むことができ、多様な用途に応用することができる。
一方、発明の他の実施形態によれば、前述の一実施形態のポリカーボネート樹脂組成物を含む成形品が提供される。このような成形品は前記ポリカーボネート樹脂を含む樹脂基材内で、前述の約５０乃至２００のアスペクト比を有するガラス繊維、コア−シェル構造の衝撃補強剤、エチレン−（メタ）アクリレート系共重合体及び流動性改質剤が均一に分散した形態であり得る。
このような成形品は既存のガラス繊維強化ポリカーボネート樹脂組成物から得られた製品が有する問題点、例えば、製品成形時に反りまたは変形が発生したり、ガラス繊維が突出して表面平滑性及び外観特性が低下するのを抑制することができる。同時に高い剛性とタフネスなどを示すだけでなく、優れた流動性及び製品への成形性などを示すことができる。
これにより、前記成形品は携帯電話ハウジング、電機電子製品（特に、薄膜の小型電機電子製品）のハウジングまたは個人デジタル補助装置のハウジングなどに非常に好ましく適用でき、その他多様な製品に適用できる。
本発明は既存のガラス繊維強化ポリカーボネート樹脂組成物が有する問題点、例えば、製品成形時に反りまたは変形が発生したり、ガラス繊維が突出して表面平滑性及び外観特性が低下するのを抑制することができる。これと同時に、本発明のポリカーボネート樹脂組成物及び成形品は高い剛性とタフネスなどを示すだけでなく、優れた流動性及び製品への成形性などを示すことができる。
これにより、前記本発明の樹脂組成物及び成形品は携帯電話ハウジング、電機電子製品（特に、薄膜の小型電機電子製品）のハウジングまたは個人デジタル補助装置のハウジングなどに非常に好ましく適用でき、その他多様な製品に適用できる。
発明を下記の実施例でより詳細に説明する。但し、下記の実施例は発明を例示するものに過ぎず、本発明の内容が下記の実施例によって限定されるのではない。
実施例及び比較例で使用された成分は以下の通りである。
＜（Ａ）ビスフェノールＡポリカーボネート樹脂（ＰＣ）＞
ポリカーボネート樹脂はビスフェノールＡの重合体であって、その溶融指数（ＭＩ）はＡＳＴＭ Ｄ１２３８によって、３００℃の温度及び１．２ｋｇの荷重下で１０分間測定される重量（ｇ）として測定した。このような測定結果、溶融指数が１０ｇ／１０分（（Ａ）−１）、２５ｇ／１０分（（Ａ）−２）及び３０ｇ／１０分（（Ａ）−３）である芳香族ポリカーボネート樹脂をそれぞれ使用した。
ポリカーボネート樹脂はビスフェノールＡの重合体であって、その溶融指数（ＭＩ）はＡＳＴＭ Ｄ１２３８によって、３００℃の温度及び１．２ｋｇの荷重下で１０分間測定される重量（ｇ）として測定した。このような測定結果、溶融指数が１０ｇ／１０分（（Ａ）−１）、２５ｇ／１０分（（Ａ）−２）及び３０ｇ／１０分（（Ａ）−３）である芳香族ポリカーボネート樹脂をそれぞれ使用した。
＜（Ｂ）−１ガラス繊維＞
ニットーボー（Ｎｉｔｔｏｂｏ）社の幅（Ｄ）２８μｍ、厚さ７μｍ、長さ（Ｌ）３ｍｍ、式１で計算したアスペクト比（δ）が１０７であり、エポキシシラン系化合物で表面処理されたガラス繊維を使用した。
［式１］
アスペクト比（δ）＝Ｌ／Ｄ
式１で、Ｌはガラス繊維の長さであり、Ｄは前記長方形断面の最も長い辺の長さまたは前記楕円形断面の最も長い直径の長さ（例えば、ガラス繊維の幅）である。
ニットーボー（Ｎｉｔｔｏｂｏ）社の幅（Ｄ）２８μｍ、厚さ７μｍ、長さ（Ｌ）３ｍｍ、式１で計算したアスペクト比（δ）が１０７であり、エポキシシラン系化合物で表面処理されたガラス繊維を使用した。
［式１］
アスペクト比（δ）＝Ｌ／Ｄ
式１で、Ｌはガラス繊維の長さであり、Ｄは前記長方形断面の最も長い辺の長さまたは前記楕円形断面の最も長い直径の長さ（例えば、ガラス繊維の幅）である。
＜（Ｂ）−２ガラス繊維＞
ニットーボー（Ｎｉｔｔｏｂｏ）社の幅（Ｄ）２０μｍ、厚さ１０μｍ、長さ（Ｌ）３ｍｍ、上記式１で計算したアスペクト比（δ）が１５０であり、エポキシシラン系化合物で表面処理されたガラス繊維を使用した。
ニットーボー（Ｎｉｔｔｏｂｏ）社の幅（Ｄ）２０μｍ、厚さ１０μｍ、長さ（Ｌ）３ｍｍ、上記式１で計算したアスペクト比（δ）が１５０であり、エポキシシラン系化合物で表面処理されたガラス繊維を使用した。
＜（Ｂ）−３ガラス繊維＞
オーウェンスコーニング社の直径（Ｄ）１０〜１３μｍ、長さ（Ｌ）３ｍｍ、アスペクト比（δ）が２３１〜３００であり、エポキシシランで表面処理されたガラス繊維を使用した。
オーウェンスコーニング社の直径（Ｄ）１０〜１３μｍ、長さ（Ｌ）３ｍｍ、アスペクト比（δ）が２３１〜３００であり、エポキシシランで表面処理されたガラス繊維を使用した。
＜（Ｃ）流動性改質剤−リン酸エステル系化合物＞
大八化学工業株式会社のＰＸ−２００を使用した。
大八化学工業株式会社のＰＸ−２００を使用した。
＜（Ｄ）コア−シェル構造の衝撃補強剤＞
シリコン−アクリル系ゴムがコア−シェル構造をなしているシリコン−アクリル系衝撃補強剤を使用した（ＭＲＣ社のＳ２００１）。
シリコン−アクリル系ゴムがコア−シェル構造をなしているシリコン−アクリル系衝撃補強剤を使用した（ＭＲＣ社のＳ２００１）。
＜（Ｅ）エチレン−（メタ）アクリレート共重合体＞
デュポン（ＤｕＰｏｎｔ）社のＥｌｖａｌｏｙ １３３０ＡＣを使用した。
デュポン（ＤｕＰｏｎｔ）社のＥｌｖａｌｏｙ １３３０ＡＣを使用した。
＜熱可塑性エラストマー重合体＞
ＬＧ化学のＢＴ１０５５Ｄを使用した。
ＬＧ化学のＢＴ１０５５Ｄを使用した。
実施例及び比較例の物性評価は次の試験法に基づいて行った。
引張強度
室温で５ｍｍ／ｓｅｃの速度を有するインストロンＵＴＭを用いてＡＳＴＭ Ｄ６３８に基づいて測定した。
室温で５ｍｍ／ｓｅｃの速度を有するインストロンＵＴＭを用いてＡＳＴＭ Ｄ６３８に基づいて測定した。
屈曲強度及び屈曲弾性率
ＡＳＴＭ Ｄ７９０に基づいて測定した。
ＡＳＴＭ Ｄ７９０に基づいて測定した。
Ｆｌｅｘｕｒａｌ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ
ＡＳＴＭ Ｄ７９０に基づいて測定した。
ＡＳＴＭ Ｄ７９０に基づいて測定した。
衝撃強度
１／８”厚さの試片を２３℃ ＡＳＴＭ Ｄ２５６に基づいて測定した。
１／８”厚さの試片を２３℃ ＡＳＴＭ Ｄ２５６に基づいて測定した。
流動性（流動指数）
流動性は溶融指数（ＭＩ）で評価した。このような溶融指数（ＭＩ）はＡＳＴＭ Ｄ１２３８に基づいて３００℃で荷重が２．１６ｋｇである時１０分間測定される重量をｇで測定した。
流動性は溶融指数（ＭＩ）で評価した。このような溶融指数（ＭＩ）はＡＳＴＭ Ｄ１２３８に基づいて３００℃で荷重が２．１６ｋｇである時１０分間測定される重量をｇで測定した。
表面品質
成形品の外観表面は１等級（良好）から５等級（不良）まで視覚的、触覚的、そして光学顕微鏡を用いて総合的に評価した。等級の基準はガラス繊維を使用しない素材の外観を１等級とした。
成形品の外観表面は１等級（良好）から５等級（不良）まで視覚的、触覚的、そして光学顕微鏡を用いて総合的に評価した。等級の基準はガラス繊維を使用しない素材の外観を１等級とした。
実施例１乃至４
まず、下記表１に示したように各成分を含量比によって２９０℃、二軸押出機で溶融／混練してペレットを製造した後、射出機を用いて物性測定のための試片を製作した。そして各試片を前記試験方法によって試験した後、その結果を表２に示した。
まず、下記表１に示したように各成分を含量比によって２９０℃、二軸押出機で溶融／混練してペレットを製造した後、射出機を用いて物性測定のための試片を製作した。そして各試片を前記試験方法によって試験した後、その結果を表２に示した。
比較例１乃至５
まず、下記表１に示したように各成分を含量比によって２９０℃、二軸押出機で溶融／混練してペレットを製造した後、射出機を用いて物性測定のための試片を製作し、各試片を前記試験方法によって試験した後、その結果を表２に示した。
まず、下記表１に示したように各成分を含量比によって２９０℃、二軸押出機で溶融／混練してペレットを製造した後、射出機を用いて物性測定のための試片を製作し、各試片を前記試験方法によって試験した後、その結果を表２に示した。
上記表２によれば、実施例１乃至４の樹脂組成物及びこれから得られた試片は優れた流動性、耐衝撃性及びタフネスと共に優れた表面外観状態を示すことが確認された。
これに比べて、比較例１乃至５の樹脂組成物と、これから得られた試片は実施例に比べて低い強度、衝撃強度、流動性及び外観特性などを示すことが確認された。
Claims (12)
- ポリカーボネート樹脂３５乃至４９重量％；
長さ方向に垂直な方向に長方形または楕円形の断面を有し、下記式１のアスペクト比が１００乃至１５０であるガラス繊維４１乃至５５重量％；
コア−シェル構造の衝撃補強剤１乃至１０重量％；
エチレン−（メタ）アクリレート系共重合体１乃至１０重量％；及び
リン酸エステル系化合物を含む流動性改質剤の１乃至１０重量％を含むポリカーボネート樹脂組成物：
［式１］
アスペクト比（δ）＝Ｌ／Ｄ
式１で、Ｌはガラス繊維の長さであり、Ｄは前記長方形断面の最も長い辺の長さまたは前記楕円形断面の最も長い直径の長さである。 - ガラス繊維は長さが２乃至５ｍｍであり、長方形断面を有し、最も短い辺の長さが５乃至１５μｍである請求項１に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- ガラス繊維は長さが２乃至５ｍｍであり、楕円形断面を有し、最も短い直径の長さが５乃至１５μｍである請求項１または２に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- ガラス繊維はシラン系化合物で表面コーティングされている請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 前記シラン系化合物はウレタンシラン基またはエポキシシラン基を有する化合物を含む請求項４に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- ポリカーボネート樹脂はＡＳＴＭ Ｄ１２３８によって、３００℃の温度及び１．２ｋｇの荷重下で測定された溶融指数（ＭＩ）が１０ｇ／１０分乃至２５ｇ／１０分である請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- リン酸エステル系化合物は、トリフェニルホスフェート、ビスフェノールＡジフェニルホスフェート及びレゾルシノールジフェニルホスフェートからなる群より選択された１種以上の化合物を含む請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- コア−シェル構造の衝撃補強剤は、シリコン−アクリル系ゴム、ブタジエン系ゴム及びアクリル系ゴムからなる群より選択された１種以上を含む請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- エチレン−（メタ）アクリレート系共重合体は共重合体全体重量に対して１５乃至５０重量％の（メタ）アクリレート系繰り返し単位を含む請求項１乃至８のうちのいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂組成物。
- 請求項１乃至９のうちのいずれか一項のポリカーボネート樹脂組成物を含む成形品。
- 前記ポリカーボネート樹脂を含む樹脂基材内に、前記１００乃至１５０のアスペクト比を有するガラス繊維、コア−シェル構造の衝撃補強剤、エチレン−（メタ）アクリレート系共重合体及び流動性改質剤が分散している請求項１０に記載の成形品。
- 携帯電話ハウジング、電機電子製品のハウジングまたは個人デジタル補助装置のハウジングとして使用される請求項１０または１１に記載の成形品。
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